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大量子寒冷：NIST 科学家改进普通实验室冰箱，以更少的能量冷却更快
通过改进研究和工业中常用的冰箱，美国国家标准与技术研究所 (NIST) 的研究人员大大减少了将材料冷却到高于几度的时间和能量
来源:美国国家标准与技术研究院__标准品信息图片来源：S. Kelley/NIST
图片来源：通过改造一种在研究和工业中都普遍使用的制冷机，美国国家标准与技术研究所 (NIST) 的研究人员大幅减少了将材料冷却到绝对零度以上几度所需的时间和能源。科学家们表示，他们目前正在与工业合作伙伴合作，将他们的原型设备商业化，该设备每年可节省约 2.4 亿千瓦时的能源，相当于价值 3000 万美元的电力，以及足够填满 5,000 个奥运游泳池的冷却水。
从稳定量子比特（量子计算机中信息的基本单位）到保持材料的超导特性，再到保持 NASA 的詹姆斯·韦伯太空望远镜足够低的温度以观察天空，超低温制冷对于许多设备和传感器的运行至关重要。几十年来，脉冲管制冷机 (PTR) 一直是实现与外太空真空一样低的温度的主要设备。
这些制冷机循环压缩（加热）和膨胀（冷却）高压氦气以实现“大冷却”，大致类似于家用冰箱利用氟利昂从液体到蒸汽的转化来去除热量的方式。40 多年来，PTR 已经证明了其可靠性，但它也耗电，比超低温实验的任何其他组件消耗的电量都多。
图片来源：S. Kelley/NIST
图片来源：研究人员包括来自科罗拉多大学博尔德分校的科学家，他们在 4 月 23 日发表在《自然通讯》上的一篇文章中描述了他们的方法。
自然通讯 自然通讯编者注（2024 年 6 月 11 日）：我们更新了本文的第二句话，以千瓦时为单位描述节省的电量。